国瑞建筑科技董事长仇多宏发表预制冷弯薄壁型钢复合墙板住宅设计研究论文
2017年11月，在第三届全国预防灾难预防灾难和绿色建筑技术研讨会上，由Guorui建筑技术主席Qiu Duohong撰写的两篇专业论文。发表的两篇论文是“预制的冷弯曲的薄壁钢制 - 轻型聚合物复合墙板预制的住宅设计，并示范了喷涂的冷锅薄壁薄壁钢 - 轻质聚合物复合壁板的应用”。该论文由Hefei Guorui Integrated Construction Technology Co.，Ltd。的董事长Qiu Duohong和Hefei Technology及其教学团队的Wang Jingfeng教授共同完成。其中，纸上的原始文本“喷涂冷弯曲的薄壁钢灯光聚合物复合墙的住宅设计和演示应用”如下：
关于喷涂冷弯曲的薄壁钢灯聚合物复合壁住宅的设计和演示应用的研究
Wang Wanqian 1，Wang Jingfeng 1，2，Pang Shuai 1，Qiu Duohong 3，Song Hye Hui 1
（1。
摘要：冷弯曲的薄壁钢灯光聚合物复合墙住宅系统具有节能和热绝缘，轻质和高强度，良好的地震电阻以及快速的建筑速度的优势。它逐渐应用于新的农村建筑，老年护理房地产，特征城镇和其他项目，并具有良好的应用前景。但是，当前对这种新型节能复合壁房系统的设计，建筑和经济分析的研究相对滞后，这限制了这种节能住宅系统的进一步应用。本文以两层楼高的低层冷弯曲薄壁钢的设计和构建为例，并通过模块化设计确定合理的钢结构住宅建筑计划，主结构和外壳系统。为了实现工业设计和建设，阐明了关键技术，例如连接结构，计算方法和现场组装，并对此类住宅系统进行了经济分析。研究表明，通过合理的主结构和连接节点结构设计，冷弯曲的薄壁钢²轻质聚合物复合墙住宅系统具有良好的整体性能，地震抗性和全面的经济性能。本文的研究结果将为应用冷弯曲的薄壁钢灯聚合物复合壁住宅建筑提供科学基础。
关键字：冷弯曲的薄壁钢 - 灯聚合物复合墙；地板组合；节点结构；经济分析
中季分类编号：TU398
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介绍
冷弯曲的薄壁钢结构系统是一个稠密的肋骨轻量级面板壁系统，该系统衍生自轻木结构。它在北美拥有30多年的发展历史，并在各种低层住宅建筑中广泛使用。
目前，冷弯曲的薄壁墙主要使用在核心龙骨骨架两侧悬挂彩色钢板或板的方法来形成复合壁。尽管此双面复合壁具有轻重量和简单结构的优势，但其防火性，耐腐蚀性，隔热性，隔热性，隔热性，耐影性和悬挂性能很差。外墙面板的剪接和自攻螺钉的中断连接导致墙的完整性相对较差。因此，在实际项目中使用冷弯曲的薄壁钢墙的应用仍受到某些限制。
为了弥补或改善上述冷弯曲的薄壁钢复合壁的缺点，近年来，冷弯的薄壁钢结构夹层核心复合墙板近年来一直在不断发展。喷涂的光聚合物逐渐被引入冷弯曲的薄壁钢制墙板系统中，作为一种新的节能和快速形成的三明治复合材料。本文中提到的光聚合物材料通常分为石膏的光聚合物和水泥基聚合物。通过快速喷涂，材料迅速充满了冷弯曲的薄壁钢龙骨框架的空腔，然后快速凝结，从而加快了施工速度。与普通的轻钢结构封闭式墙壁相比，这种冷弯的薄壁钢机器喷雾的聚合物夹层复合墙不仅具有良好的绝缘性能，高温耐药性和良好的风电性，而且还可以满足施工现场方便的材料的要求，并提高用户生活舒适度。目前，尽管已经对单个墙壁的性能进行了关于冷弯曲薄壁钢涂的光聚合物墙的性能的研究，但对其整体住房系统的研究相对滞后，并且在建设计划，关键建筑技术，结构，结构，结构和详细的连接结构设计方面仍然缺乏理论指导。
本文以两层楼的演示项目为例，并系统地介绍了冷弯曲薄壁钢制钢制光聚合物节能壁房住宅系统的模块化设计方法。通过研究围栏系统结构，地板板和关键连接部分的关键技术，比较了冷弯薄壁钢三明治复合墙板的住宅系统以及普通的砖结构结构和混凝土结构，并进行了分析，并提出了实用的分析和设计方法，为灯光设计和建筑物提供了科学基础。
1结构设计
1.1模块化设计
钢结构的住宅建筑与建筑设计中的传统住宅建筑不同。为了促进工厂生产和现场安装，应使用模量标准设计和构建预制的钢结构住宅系统。住宅建筑设计的标准化可以减少施工难度，加快施工进度并节省劳动力。组件调制是一个链接，它与建筑设计，结构设计，结构，原材料和组件产品生产紧密联系，并且是开发轻钢结构系统以组装和住宅工业化的必要先决条件。
同时，可以根据实际条件灵活调整钢结构图形设计。工程应用研究表明，轻钢龙骨柱的间隔应为600mm。因此，在此演示项目中，列之间的标准间距设置为600mm，并且根据使用需求对结构平面尺寸进行适当调整。例如，客厅的模块大小为：3400mm（5×600+400mm），深度为4600mm（7×600+400mm）。
图1演示项目渲染
1.2房屋类型计划和立面设计
该示范项目是一个Zhuxiang新的农村建筑项目，位于安海岛Hefei City的Zhuxiang镇。该项目是一个两层楼的冷壁钢结构结构系统，采用了江艾岛民间房屋的建筑风格，由两个两层楼的单个结构方案组成，分别为120m2和100m2的建筑面积，共有5座建筑物和23个家庭，所有这些家庭都是两层楼的城镇房屋。
如图1所示，本文以项目中的1＃楼层为例。该项目是四居室两层楼的联排别墅，每个联排别墅均具有相同的地板设计。一楼是一间卧室，一个客厅，一个厨房和一间浴室，建筑区为6173万（不包括院子），如图2（a）所示；二楼是三间卧室，一间浴室和两个小露台，建筑面积为6214m，如图2（b）所示。
演示项目的室内和室外高度差为0.3m，第一层的高度为335万，第二层的高度为3.00m，总建筑高度为863.5亿。住宅建筑一楼的净高度为296.5m，二楼的净高度为26.15亿。与砖结构结构和混凝土结构相比，钢结构住宅建筑物可以达到更大的室内净高度，并且可以根据使用需求灵活地调整结构高度。
2结构设计
2.1结构计算
该项目的地震强度强度为7度，设计的地震组是第二组，地震加速度为0.10g。建筑物安全水平为2级，建筑物阻力水平为4级；设计服务寿命为50年。
该项目的主要结构是冷弯曲的薄壁钢结构，外墙和内壁是冷弯曲的薄壁钢灯光聚合物复合壁。地板平板是冷弯曲的薄壁钢板钢制钢板混凝土地板板。楼梯是冷弯曲的薄壁钢楼梯，并在现场组装。屋顶结构是轻型钢屋顶结构，其上方放置了OSB板，防水线圈和屋顶瓷砖。使用了现场混凝土基础，并且基础轴承能力的特性值为FAK = 260kpa。
图2演示项目的建筑计划（单位：MM）
该项目使用轻钢结构建筑设计软件顶点来验证主结构。选择标准负载值如下：基本风压0.35kn/m2，基本雪压力0.6KN/m2，屋顶负载0.5kn/m2，屋顶负载1.0kn/m2；普通地板负载2.0kn/m2，浴室地板负载2.5kn/m2，走廊地板负载2.5kn/m2。根据经验，在风负荷和地震标准值的作用下，轻钢龙骨顶部的水平位移以及层之间的相对位移符合规范要求；在正常使用的极端状态下，最大垂直变形符合钢结构设计规范的要求；在轴承能力的极端状态下，组件强度和稳定性验证符合要求。
2.2内部和外墙设计
演示项目使用冷弯曲的薄壁钢剥离的轻聚合物复合壁。
（1）墙壁结构设计
壁系统是一种冷的薄壁轻巧的钢结构 - 灯光聚合物自组合材料壁系统，带有轻钢龙骨，硅酸钙板或镀锌钢网状框架和模板，充满了光聚合物绝缘砂浆，并用整体喷雾涂层制成。墙壁结构和构造方法具有快速机器喷雾形成和加速施工速度的优势。
其中，外墙的中间是Q345冷壁壁C形钢龙骨，充满了90mm厚的水泥轻巧的绝缘砂浆，以及25mm厚的水泥断裂桥和3毫米厚的水泥基抗裂纹砂浆（压力网格）。两次施加防水剂和外墙油腻的油漆。石膏板覆盖着靠近普通内部的一侧，内部壁画被涂漆。靠近水的房间的内部用水泥砂浆平整，然后墙壁瓷砖装饰。特定的结构如图3所示。内壁的结构与外壁的结构相似，中间有冷弯曲的薄壁C形钢龙骨和90mm厚的轻质绝缘砂浆。根据墙板的位置，内壁结构可以大致分为三类，并且特定结构如图4所示。
图3外墙结构
图4内壁结构
（2）墙壁节能和热绝缘设计
冷弯曲的薄壁钢剥离的轻聚合物能量节能壁构建方法可以用紧凑而不是空心填充，从而克服了冷弯曲的薄壁钢结构建筑业中“空心壁”结构形式的当前缺点，并且是一种新的自组合的复合壁结构形式。
墙具有出色的整体性能和结构功能；良好的防火性，石膏基浆液在高温下释放出晶体水，这种水具有阻燃作用。石膏本身是一种略有扩展的材料，壁不会是空心或破裂的。节能绝缘，基于石膏的绝缘浆液具有较低的导热率，并且壁具有良好的热保温性能。明显的隔热性能，基于石膏的隔热浆液是一种很好的吸收和降噪材料。呼吸功能，石膏壁的多孔微和多孔结构可以调节空气湿度；透气性能，可以为人们带来极好的生活舒适体验。
（3）墙剪切计算
设计墙壁时，每个墙壁承担的剪切设计值应满足规范要求，并且可以通过以下公式计算剪切设计值：
其中：VJ是第四次剪力墙的水平剪力； V是由水平风负荷或与地震相关的效应引起的X或Y方向中的总水平剪切设计值； KJ是第四次剪切壁的单位长度的剪切刚度； AJ是第四次剪力壁的门和窗户开口的刚度还原系数； LJ是第四次剪力壁的长度； n是x或y方向中的剪切壁的数量。
计算剪切壁单位计算长度的剪切轴承能力设计值SH。当有一个孔时，应将其乘以还原系数a。根据以下法规确定降低系数A：
1）当孔尺寸低于300mm时，可以忽略孔对抗剪切轴承容量的影响，a = 1.0。
2）当孔宽度为300mm≤400mm并且孔高度为300mm≤600mm时，应通过测试确定还原系数A；如果没有测试基础，则可以根据以下公式确定：
其中：A0是孔的总面积； H是剪力墙的高度； ∑li是无孔壁的长度的总和。
在这个演示项目中，考虑到墙壁孔的剪切强度的削弱，两个背对背冷弯曲的薄壁薄壁C形钢龙骨柱在孔的两侧都得到了加强，以增强孔开孔壁的应力性能并提高其横向电阻和能量消耗能力。
2.3地板平板和屋顶面板设计
演示项目的地板平板使用冷弯曲的薄壁C形钢制钢制钢板混凝土复合地板板，请参见图5。地板梁使用冷的薄壁C形钢，高度为300mm。压制的钢板放在钢梁上，并倒入混凝土。冷弯曲的薄壁C形钢梁的重量轻，易于提升；合并的地板板具有很高的弯曲负载和刚度，并且具有较大的破裂载荷和最终的负载能力。压制的钢板可用作现场混凝土的无拆卸模板，从而有助于结构。由于使用压制的钢板，现场的混凝土量大大降低，提高了施工效率，并降低了现场湿法。屋顶面板采用了一个轻型钢框架，里面装有光聚合物绝缘层，外层铺有OSB面板，防水线圈和屋顶瓷砖。这种类型的屋顶面板具有高强度，重量轻，快速安装，良好的绝缘效果和反植物效果。图6用于屋顶面板安装和结构图。
图5地板板结构
图6屋顶面板结构
2.4楼梯设计
使用冷弯曲的薄壁钢楼梯，楼梯组件在工厂生产，然后在现场组装。组件通过自攻螺钉连接。冷弯曲的薄壁钢楼梯具有扁平的形状，可以快速安装。它不需要使用模板，这可以减少现场湿操作；它可以避免问题，即钢杆位于现场楼梯中很容易损坏，并且在施工过程中迅速形成了垂直通道，以提高整体住宅建筑效率。结构图如图7所示。
图7楼梯步骤的示意图
3个节点和连接
3.1墙壁与基础之间的连接
在此演示项目中，冷弯曲的薄壁钢壁与钢筋混凝土粉底相连。 U形导槽安装在墙壁底部，并通过膨胀螺栓连接到基础，请参见图8（a）；在每个墙壁的边缘龙骨上，安装了抗皮尔连接，混凝土粉底是通过基金会预先埋的螺栓连接的，请参见图8（b）。反拉式零件将墙壁和粉底连接起来，形成整体。膨胀螺栓和抗拉螺栓的连接方法很方便，易于组装，可以大大提高施工效率。
图8。墙壁和基础之间的连接结构
3.2上墙和下壁的连接
为了增强轻钢龙骨屋系统的完整性，演示项目使用了50mm宽的钢条和与C形钢的材料相同的材料，将其绑在上下壁的龙骨柱上。钢带是通过龙骨和地板平板的C形钢梁之间的自钻和自动敲击指甲连接的，间距不超过1200mm，因此上下壁和下壁和地板板形成整体，请参见图9。
图9上壁和下壁的连接结构
3.3斜支
倾斜的交叉支撑可以显着改善机器剥离的光聚合物复合壁的承重能力和整体侧向刚度，并在轴向负载的作用下降低柱的横向位移和旋转角。同时，应以足够数量设置倾斜横支撑物的末端的螺钉，以避免由于端螺钉数量不足而无法完全施加轴承能力。连接斜拉带的末端时，斜拉带的末端必须固定在垂直龙骨和水平龙骨之间的连接处，并且必须拧紧拉带皮带，然后再用自动敲击螺钉连接。拉带连接结构如图10所示。
图10倾斜的交叉支持连接
4。施工
冷弯薄壁钢种的光聚合物复合壁房项目的现场构造顺序如图11所示。
图11演示项目构建流程图
机器对冷弯曲的薄壁钢剥离的轻质聚合物组合墙的喷涂应分层2至3次。配置填充剂时，粉末与颗粒的比率必须准确。水体积的控制尤其重要，水消耗会影响固化时间，泵送特性和在绝缘砂浆后的干密度。在密封轻钢龙骨一侧的钢板网架时喷涂和涂层，第一层的浆料不应太厚，否则会导致不均匀的压力并导致钢板网格系统的变形；在第一层凝固之后喷洒第二层（通常，第一层和第二层之间的时间间隔大于0.5h）。喷涂应采用“ S”喷雾电路或“ S”形状，这不容易下垂。搅拌时，首先测量水，根据仪表加入粉末，搅拌3至5分钟，然后停止，然后在机器上喷涂。
5。经济分析
为了说明冷弯曲的薄壁钢盐浅色聚合物三明治复合壁住宅系统的经济学，本文比较了演示项目所代表的轻钢结构的经济学与传统的砖结构结构和混凝土结构，请参见表1。
表1各种结构系统的经济绩效比较
比较表明，冷弯曲的薄壁钢剥离的光聚合物节能墙壁在保护环境，低消耗和绝缘材料方面具有明显的优势，并且其组件的产生高度工业化，并且这些组件在现场迅速组装，具有快速的结构快速，并且具有良好的促进前景。
6。结论
该演示项目使用标准模量设计和设计房屋建筑。主要结构是冷弯曲的薄壁钢种制的浅色聚合物复合墙和冷的薄壁薄壁C形的C形钢制钢制钢板混凝土混凝土复合地板板，以实现集成的负载，外壳和绝缘设计和构造，优化构建技术，并为这种新型的低估式耐用式构建效果提供理论上的基础。
（1）冷弯曲的薄壁钢剥离的轻聚合物复合墙住宅系统可以通过合理的建筑结构设计灵活地调整房屋的地板布局，并在满足用途要求的同时，快速组装和构建结构，从而极大地提高了工作效率。
（2）在节能和隔热材料中冷弯曲的薄壁钢盐光聚合物复合壁的出色性能使它们在钢结构建筑物的工业化中具有良好的应用前景。
（3）选择合理的节点连接和结构可以确保房屋具有良好的整体性能。在水平作用下，使用交叉钢皮带可以显着提高房屋系统的横向电阻。
（4）低层冷弯曲的薄壁钢剥离的轻聚合物复合壁住宅特性具有较高的性能。与砖结构结构和混凝土结构相比，它具有较短的建筑周期和良好的全面经济表现。
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